I.科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技術(shù)原理為氮氣和氫氣在高溫高壓催化劑條件下生成氨氣，一定條件下，向一個2L的密閉容器中充入2molN2和6molH2，反應(yīng)達平衡時生成NH3的濃度為0.5mol/L，并放出QkJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為______。
II.已知：N2O4(g)2NO2(g) △H＝＋57.20kJ/mol。
在1000C時，將0.100molN2O4氣體充入lL恒容抽空的密閉容器中，每隔一定時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)濃度進行分析得到下表數(shù)據(jù)：

時間（s）
0
20
40
60
80
c(N2O4)/mol
0.100
c1
0.050
c3
c4
c(NO2)/mol
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
 
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為______；從表中數(shù)據(jù)分析：c1______c2、c3______c4(選填“>”、“<”或“=”）。
(2)在右圖中畫出并標(biāo)明此反應(yīng)中N2O4和NO2的濃度隨時間變化的曲線。

(3)在上述條件下，從反應(yīng)開始至達到化學(xué)平衡時，四氧化二氮的平均反應(yīng)速率為______。
(4)若起始時充入NO2氣體0.200mol，則達到平衡時NO2氣體的轉(zhuǎn)化率為______；其它條件不變時，下列措施能提高NO2轉(zhuǎn)化率的是______ (填字母）。
A.減小NO2的濃度 B.降低溫度  C.增加NO2的濃度
D.升高溫度 E.再充入一定量的He
(5)向容積相同、溫度分別為T1和T1的兩個密閉容器中分別充入等量NO2，發(fā)生反應(yīng)：2NO2N2O4(g)(g) △H＝－57.20kJ/mol。恒溫恒容下反應(yīng)相同時間后，分別測得體系中NO2的百分含量分別為a1和a2。巳知T1<T2,則a1____a2(選擇A、B、C、D填空）。
A.大于    B.小于    C.等于   D.以上都有可能

．(14分)Ⅰ. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝－2QkJ/mol（2分）
Ⅱ. （1）K＝或 ； ＜；   ＝ （每空1分，共3分）
（2）      (2分）
（3） 0.001mol/(L·s)（1分）（4） 40% (2分） B C（2分） （5） D（2分）

解析試題分析：Ⅰ.反應(yīng)達平衡時生成NH3的濃度為0.5mol/L，并放出QkJ熱量，即生成0.5mol/L×2L＝1mol氨氣時放出QkJ熱量，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝－2QkJ/mol。
Ⅱ.（1）化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)方程式可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，20s時生成NO2是0.060mol，則根據(jù)方程式可知，消耗N2O4的物質(zhì)的量是0.030mol，因此c1＝0.100mol－0.030mol＝0.070mol。反應(yīng)由20s進行到40s時消耗N2O4是0.070mol－0.050mol＝0.020mol.根據(jù)方程式可知，生成NO2是0.040mol，所以c2＝0.060mol＋0.040mol＝0.100mol，所以c1＜c2；反應(yīng)進行到60s時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，所以c3＝c4。
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，平衡時生成NO2是0.120mol，所以消耗N2O4是0.060mol，則N2O4的平衡量是0.040mol，所以此反應(yīng)中N2O4和NO2的濃度隨時間變化的曲線為。
（3）從反應(yīng)開始至達到化學(xué)平衡時，四氧化二氮的平均反應(yīng)速率為＝0.001mol/(L·s)。
（4）              2NO2(g)N2O4(g)
起始濃度（mol/L）   0.200         0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）   2x           x
平衡濃度（mol/L）  0.200－2x     x
則該反應(yīng)的平衡常數(shù)＝＝
由于逆反應(yīng)的平衡常數(shù)是正反應(yīng)平衡常數(shù)的倒數(shù)，所以＝，解得x＝0.04，所以NO2的轉(zhuǎn)化率＝×100%＝40%；
A、減小NO2的濃度，相當(dāng)于降低壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO2轉(zhuǎn)化率降低，A不正確；B、反應(yīng)放熱，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，NO2轉(zhuǎn)化率增大，B正確；C、增加NO2的濃度，相當(dāng)于增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，NO2轉(zhuǎn)化率增大，C正確；D、升高溫度，平衡向平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO2轉(zhuǎn)化率降低，D不正確；E、再充入一定量的He，平衡不移動，E不正確，答案選BC。
（5）升高溫度平衡向逆反應(yīng)進行，平衡時二氧化氮的含量增大，溫度越高反應(yīng)速率越快，到達平衡的時間越短，據(jù)此作出二氧化氮含量與時間關(guān)系圖為，由圖可知，t1時刻a1＝a2，t1時刻之前a1＞a2，t1時刻之后a1＜a2，故答案為D。
考點：考查熱化學(xué)方程式的書寫；反應(yīng)速率和平衡常數(shù)的有關(guān)計算；外界條件對平衡狀態(tài)的影響等

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

甲烷是天然氣的主要成分，是生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛的一種化學(xué)物質(zhì)。
（1）一定條件下，用甲烷可以消除氮氧化物（NOx）的污染。已知：
①CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)； △H1
②CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g)；△H2
現(xiàn)有一份在相同條件下對H2的相對密度為17的NO與NO2的混合氣體，用16g甲烷氣體催化還原該混合氣體，恰好生成氮氣、二氧化碳氣體和水蒸氣，共放出1042.8kJ熱量。
①該混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為                    
②已知上述熱化學(xué)方程式中△H1=—1160kJ/mol，則△H2=          
③在一定條件下NO氣體可以分解為NO2氣體和N2氣體，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                           。
（2）以甲烷為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池，目前得到廣泛的研究，下圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖�；卮鹣铝袉栴}：

④B極為電池     極，電極反應(yīng)式為                                            
⑤若用該燃料電池做電源，用石墨做電極電解100mL 1mol/L的硫酸銅溶液，寫出陽極的電極反應(yīng)式                                                  ，當(dāng)兩極收集到的氣體體積相等時，理論上消耗的甲烷的體積為        （標(biāo)況下），實際上消耗的甲烷體積（折算到標(biāo)況）比理論上大，可能原因為                                                         .

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

(14分)CO2是一種主要的溫室氣體，研究CO2的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。
（1）金剛石和石墨燃燒反應(yīng)中的能量變化如圖所示。

①在通常狀況下，金剛石和石墨中，      （填“金剛石”或“石墨”）更穩(wěn)定，石墨的燃燒熱為      kJ·mol－1。
②石墨與CO2反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式：                                   。
（2）采用電化學(xué)法可將CO2轉(zhuǎn)化為甲烷。試寫出以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)時，該轉(zhuǎn)化的電極反應(yīng)方程式                   。
（3）CO2為原料還可合成多種物質(zhì)。工業(yè)上常以CO2(g) 與H2(g)為原料合成乙醇。
①已知：H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol－1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=－41.2kJ·mol－1
2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H= －256.1kJ·mol－1。
則：2CO2(g)+6H2(g)  CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H=        。
②下圖是一種以煙道氣為原料合成乙醇的工作原理示意圖。

對上述流程的分析，下列說法正確的是        。

A．該流程至少包含4種形式的能量轉(zhuǎn)化
B．裝置X中陰極反應(yīng)為：2H2O－4e－=4H++O2↑
C．合成塔中生成乙醇的反應(yīng)是化合反應(yīng)
D．流程設(shè)計體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想
③如圖所示是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具有自動吹氣流量偵測與控制的功能，非常適合進行現(xiàn)場酒精檢測。該電池負極的電極反應(yīng)為                。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

(1)臭氧可用于凈化空氣、飲用水消毒、處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。
①臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。如：
6Ag(s)+O3(g)＝3Ag2O(s)；△H＝－235．8 kJ/mol。
己知：2 Ag2O(s)＝4Ag(s)+O2(g)；△H＝+62.2kJ/mol，則O3轉(zhuǎn)化為O2的熱化學(xué)方程式為          ；②科學(xué)家P．Tatapudi等人首先使用在酸性條件下電解水的方法制得臭氧。臭氧在陽極周圍的水中產(chǎn)生，陰極附近的氧氣則生成過氧化氫，陰極電極反應(yīng)式為                                         。

時間/min濃度(mol/L)
NO
N2
CO2
0
1.00
0
0
10
0.58
0.21
0.21
20
0.40
0·30
0.30
30
0.40
0.30
0.30
40
0.32
0.34
0.17
50
0.32
0.34
0.l7
 
(2)用活性炭還原法處理氮氧化物，有關(guān)反應(yīng)為： C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小組向某密閉的真空容器(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)中加入NO和足量的活性炭，恒溫(T1℃)條件下反應(yīng)，反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下：
①10 min～20 min以內(nèi)v(CO2)表示的反應(yīng)速率為                      
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算T1℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝        (保留兩位小數(shù))；
③下列各項能作為判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是   (填序號字母)；
A．容器內(nèi)壓強保持不變
B．2v正(NO)=v逆(N2)
C．容器內(nèi)CO2的體積分數(shù)不變
D．混合氣體的密度保持不變
④30 min時改變某一條件，反應(yīng)重新達到平衡，則改變的條件可能是    ；
⑤一定溫度下，隨著NO的起始濃度增大，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率   (填“增大”、“不變”或“減小”)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

工業(yè)上生產(chǎn)金屬鈦的方法很多。以鈦鐵礦（主要成分FeTiO3，鈦酸亞鐵）為主要原料冶煉金屬鈦，生產(chǎn)的工藝流程圖如下，其中鈦鐵礦與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
FeTiO3＋2H2SO4＝TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
 
回答下列問題：
（1）鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)屬于______________________ （選填“氧化還原反應(yīng)”或“非氧化還原反應(yīng)”）。
（2）上述生產(chǎn)流程中加入物質(zhì)A的目的是防止Fe2＋被氧化，物質(zhì)A是________，上述制備TiO2的過程中，所得到的副產(chǎn)物和可回收利用的物質(zhì)分別是__________、___________。
（3）反應(yīng)TiCl4＋2Mg＝2MgCl2＋Ti在Ar氣氛中進行的理由是_______________。
（4）由二氧化鈦制取四氯化鈦所涉及的反應(yīng)有：
TiO2 (s)+ 2Cl2 (g) +2C(s) ＝TiCl4(g) + 2CO(g)    ΔH1 = －72 kJ?mol-1 
TiO2(s) + 2Cl2 (g) ＝TiCl4(g) + O2 (g)   ΔH2 =+38.8kJ?mol－1
C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)?   ΔH3 =+282.8kJ?mol－1
①反應(yīng)C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)在高溫下能夠自發(fā)進行的原因是______________________。
②反應(yīng)C(s)＋O2(g)＝CO2 (g)的ΔH＝_______________。
（5）研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì)，利用下圖所示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑，還原二氧化鈦制備金屬鈦。①寫出陽極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式：________________________________。

②在制備金屬鈦前后，CaO的總量不變，其原因是（請結(jié)合化學(xué)用語解釋）                                                                              。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

已知體積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：，請根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的有關(guān)原理同答下列問題
（1）一定條件下，充入2 mol SO2（g）和2 mol O2（g），20 s后，測得SO2的體積百分含量為12．5%，則用SO2表示該反應(yīng)在這20s內(nèi)的反應(yīng)速率為____，此時，該密閉容器內(nèi)混合氣體的壓強是反應(yīng)前的____倍。
（2）下面的敘述可作為判斷（1）中可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)依據(jù)的是（填序號）____。
①
②混合氣體的密度不變
③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
④各氣體的濃度都不再發(fā)生變化
（3）下圖表示該反應(yīng)的速率（v）隨時間（t）的變化的關(guān)系。則下列不同時間段中，SO3的百分含量最高的是（ ）
 
 
據(jù)圖分析：你認為t3時改變的外界條件可能是    ； 
t6時保持體積不變向體系中充人少量SO3，再次平衡后
SO2的體積百分含量比t6時    （填“大”\“小”或“等于”）。   
（4）下圖中P是可自由平行滑動的活塞。在相同溫度時，向A容器中充入4 mol SO3（g），關(guān)閉K，向B容器中充入2 mol SO3（g），兩容器分別發(fā)生反應(yīng)。

已知起始時容器A和B的體積均為aL。試回答：
①反應(yīng)達到平衡時容器B的體積為1．2a L，容器B中SO3轉(zhuǎn)
化率為____
②若打開K，一段時間后重新達到平衡，容器B的體積為   __L（連通管中氣體體積忽略不計，且不考慮溫度的影響）。
（5）已知單質(zhì)硫的燃燒熱為△H=-296kJ/mol，經(jīng)測定由S（s）生成120gSO3（g）可放熱592．5kJ，請寫出SO2（g）氧化生成SO3（g）的熱化學(xué)方程式____。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

圖a是1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，圖b是反應(yīng)中的CO和NO的濃度隨時間變化的示意圖。根據(jù)圖意回答下列問題：
    
a                                            b
(1)寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式   。
(2)從反應(yīng)開始到平衡，用NO2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(NO2)＝   。
(3)此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=   ；溫度降低，K   （填“變大”、“變小”或“不變”）
(4)若在溫度和容積相同的三個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，測得反應(yīng)達到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

容 器
甲
乙
丙
反應(yīng)物投入量
1 mol NO2
1 mol CO
2 mol NO
2 mol CO2
1 mol NO2、1 mol CO
1 mol NO、1 mol CO2
平衡時c(NO) /mol·L-1
1.5
3
m
能量變化
放出a kJ
吸收b kJ
放出c kJ
CO或NO的轉(zhuǎn)化率
α1
α2
α3
 
則：α1+α2=   ， a+b/2=    ,m=   

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

重晶石（BaSO4）是重要的化工原料，制備氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O]的流程如下：

（1）寫出煅燒時發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____________________________。
（2）寫出氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________。
（3）為檢測煅燒時產(chǎn)生的CO，可將煅燒產(chǎn)生的氣體通入PbCl2溶液中，出現(xiàn)黑色沉淀和產(chǎn)生一種無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____。
（4）向BaSO4沉淀中加入飽和Na2CO3溶液，充分攪拌，棄去上層清液，如此處理多次，可使BaSO4全部轉(zhuǎn)化為BaCO3。發(fā)生的反應(yīng)可表示為：
BaSO4(s)+CO32－(aq)BaCO3(s)+SO42－(aq)
現(xiàn)有0.20 mol BaSO4，加入1.0L 2.0mol?L－1飽和Na2CO3溶液處理，假設(shè)c(SO42－)起始≈0
平衡時，K=4.0x10－2，求反應(yīng)達到平衡時發(fā)生轉(zhuǎn)化的BaSO4的物質(zhì)的量。(寫出計算過程結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
（5）試從平衡的角度解釋BaSO4可轉(zhuǎn)化為BaCO3的原因：________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

（14分）
以鋅錳廢電池中的碳包（含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物質(zhì) ）為原料回收MnO2的工藝流程如下：
I. 將碳包中物質(zhì)烘干，用足量稀HNO3溶解金屬單質(zhì)，過濾，得濾渣a；
II. 將濾渣a在空氣中灼燒除去碳粉，得到粗MnO2；
III.向粗MnO2中加入酸性H2O2溶液，MnO2溶解生成Mn2+，有氣體生成；
IV. 向III所得溶液（pH約為6）中緩慢滴加0.50 mol?L-1 Na2CO3溶液，過濾，得濾渣b，其主要成分為MnCO3；
V. 濾渣b經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，制得較純的MnO2。
（1）Ι中Ag與足量稀HNO3反應(yīng)生成NO的化學(xué)方程式為        。
（2）已知II的灼燒過程中同時發(fā)生反應(yīng)：
MnO2(s) + C(s) ="==" MnO(s) + CO (g)  △H = +24.4kJ ? mol –1       ①
MnO2(s) + CO(g) ="==" MnO(s) + CO2(g) △H = -148.1 kJ ? mol –1      ②
寫出MnO2和C反應(yīng)生成MnO和CO2的熱化學(xué)方程式：        。
（3）H2O2分子中含有的化學(xué)鍵類型為         、       。
（4）III中MnO2溶解的離子方程式為        ，溶解一定量的MnO2，H2O2的實際消耗量比理論值高，用化學(xué)方程式解釋原因：       。
（5）IV中，若改為“向0.50 mol?L-1 Na2CO3溶液中緩慢滴加III所得溶液”，濾渣b中會混有較多Mn(OH)2沉淀，解釋其原因：         。
（6）V中MnCO3在空氣中灼燒的化學(xué)方程式為      。

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